【正文】 (2) 零點(diǎn)和滿刻度調(diào)節(jié)。 ADC0804 的零點(diǎn)無須調(diào)整。滿刻度調(diào)整時，先給輸入端加入電壓 ，使?jié)M刻度所對應(yīng)的電壓值是 ，其中是輸入電壓的最大值， 是輸入電壓的最小值。當(dāng)輸入電壓與 值相當(dāng)時，調(diào)整 端電壓值使輸出碼為 FEH 或 FFH。 (3) 參考電壓的調(diào)節(jié) 在使用 A/D轉(zhuǎn)換器時，為保證其轉(zhuǎn)換精度，要求輸入電壓滿量程使用。如輸入電壓動態(tài)范圍較小，則可調(diào)節(jié)參考電壓 ，以保證小信號輸入時 ADC0804 芯片 8 位的轉(zhuǎn)換精度。 (4) 接地 模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路中要特別注意到地線的正確連接，否則干擾很嚴(yán)重，以至影響轉(zhuǎn)換結(jié)果的準(zhǔn)確性。 A/D、 D/A及取 樣保持芯片上都提供了獨(dú)立的模擬地（ AGND）和數(shù)字地（ DGND）的引腳。在線路設(shè)計(jì)中，必須將所有的器件的模擬地和數(shù)字地分別連接，然后將模擬地與數(shù)字地僅在一點(diǎn)上相連。 單片機(jī)的選擇 本次設(shè)計(jì)用到的是 8051。該單片機(jī)在以上報告中已重點(diǎn)說明，在此就不做過多說了 單片機(jī)及其擴(kuò)展 I/O 的設(shè)計(jì) 采用 TTL 電路擴(kuò)展 I/O 口是一種最常見的微機(jī) I/O 擴(kuò)展手段。如圖 38： 基于單片機(jī)的溫濕檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 1 A 121 A 241 A 361 A 482 A 1112 A 2132 A 3152 A 4171 Y 1181 Y 2161 Y 3141 Y 4122 Y 192 Y 272 Y 352 Y 431G12G19U27 4L S 2 44E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U18 05 1123U 4A A7 4A L S 32123U 4B A7 4A L S 32D13Q12D24Q25D37Q36D48Q49D513Q512D614Q615D717Q716D818Q819C L K11C L R1U?7 4L S 2 73L E D 1L E DL E D 2L E DL E D 3L E DL E D 4L E DL E D 5L E DL E D 6L E DL E D 7L E DS1S W S P S TS2S W S P S TS3S W S P S TS4S W S P S TS5S W S P S TS6S W S P S TS7S W S P S TS8S W S P S TR1R E S 2R2R E S 2R3R E S 2R4R E S 2R5R E S 2R6R E S 2R7R E S 2R8R E S 2R9R E S 2R 10R E S 2R 11R E S 2R 12R E S 2R 13R E S 2R 14R E S 2R 15R E S 2R 16R E S 2L E D 8L E DV C C 圖 38 單片機(jī)與 I/O接口原理圖 地址鎖存器 由于 8051單片機(jī)的 PO口是分時復(fù)用的地址 /數(shù)據(jù)總線，因此在進(jìn)行程序 存儲器擴(kuò)展時，必須用地址鎖存器將地址信號從地址 /數(shù)據(jù)總線中分離開來。 74LS373是帶三態(tài)緩沖輸出的八 D鎖存器，將它的鎖存控制端 G直接與 8031的鎖存控制信號端 ALE相連，在 ALE下降沿進(jìn)行地址鎖存。由 8031單片機(jī)時序分析可知，有效地址信號是在 ALE(地址鎖存允許 )信號變高的同時出現(xiàn)的，并在 ALE由高變低時，將出現(xiàn)在 PO口的地址信號鎖存到外部地址鎖存器中，直到下一次 ALE變高時，地址才發(fā)生變化。 程序存儲器 程序存儲器的擴(kuò)展包括三組總線的連接及地址譯碼等。 MCS51系列單片機(jī)程序存儲器可擴(kuò)展 64KB。由于大規(guī)模的集成電路的擴(kuò)展，單片存儲器的存儲容量越來越大，因此，在程序存儲器芯片使用的數(shù)量上一般采用一片就夠了。 對于單片機(jī)片內(nèi)有程序存儲器時，硬件設(shè)計(jì)時管腳 EA 接 +5V， CPU 在取指令時， PC值小于片內(nèi)程序存儲器的容量時讀取片內(nèi)的程序指令，而當(dāng) PC 值大于片內(nèi)存儲器容量時讀取片內(nèi)程序存儲器指令，此時 PSEN 作為片內(nèi)存儲器的讀選通信號。如果單片機(jī) EA腳接在 GND，則單片機(jī)內(nèi)部的程序存儲器全部不用而用外部程序存儲器。此時設(shè)計(jì)的外基于單片機(jī)的溫濕檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 部程序存儲器必須從 0000H 地址開始。 程序存儲器的作用是存放單片機(jī)的執(zhí)行 程序，雖然現(xiàn)今的單片機(jī)具有片內(nèi)的程序存儲器，但是，當(dāng)程序量超過單片機(jī)的片內(nèi)程序存儲器時，將采用片外擴(kuò)展程序存儲器，通常采用 EPROM、 E2PROM、 Flash 存儲器等芯片。 EPROM 是一種用紫外線光照擦除的只讀存儲器，通過專用編程器將程序固化在芯片中，可反復(fù)多次擦除及編程。失電后芯片內(nèi)部的程序保持不變。常用的 EPROM 芯片有276 2712 2725 27512 等芯片。它們的存儲容量分別是 8K 8bit、 16K 8bit、32K 8bit、 64K 8bit。在本次設(shè)計(jì)中用到的是 27256 芯片。 27256 是 32K 8 位 EPROM 器件，它有 15 根地址線 A14AO輸入，能區(qū)分 15位二進(jìn)制地址信息 215=32768 種狀態(tài)，即存在 32768 個存儲單元。這 15 根地址線分別與 8051的 PO口和 連接，當(dāng) 8031 發(fā)出巧位地址信息時，可分別選中 27256 片內(nèi) 32K字節(jié)存儲器中任一單元。 27256 20 引腳 CE為片選信號輸入端，低電平有效。 數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展 擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲器空間地址同外擴(kuò)程序存儲器一樣，由 P2口提供高 8位地址， PO口為分時提供低 8位地址和 8為雙向數(shù)據(jù)總線。由 8031的 RD (P3 .7 )和 WR ()信號控制，而片外程序存儲器 EPROM的輸出允許端 ( OE)由讀選通信號 PSEN控制即使與片外數(shù)據(jù)存儲器 RAM的讀和寫 EPROM共處一地址空間，但由于控制信號即使用的數(shù)據(jù)傳輸指令不同，故不會發(fā)生總線沖突 模擬信號輸出部分設(shè)計(jì) 信號輸出部分總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理之后，獲得被測對象的溫度值，但在有些時候需要控制被控對象的溫度，因此，要由單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出控制信號，進(jìn)行系統(tǒng)控制。但是由 8031輸出的控制信號是數(shù)字信號，需將其經(jīng)過數(shù) /模轉(zhuǎn)變?yōu)槟M 信號，再經(jīng)功率放大，才能控制加熱爐、熱處理爐等。這一功能由一片 DAC0832來完成，由于 DAC0832是一種電流輸出型 D/A芯片，因此其后端接一片運(yùn)算放大器構(gòu)成反相輸出電路以實(shí)現(xiàn)電壓信號輸出，然后再接入 1片多路模擬開關(guān) CD4051，將輸出擴(kuò)展為 8路。由上述可知，該部分具有 8路模擬信號輸出能力。 芯片的選擇 (1) D/A轉(zhuǎn)換器選用 DAC0832 該芯片是 8位分辨率的 D/A集成芯片，與微處理機(jī)完全兼容，具有價格低廉、接口簡基于單片機(jī)的溫濕檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 26 單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，主要有如下特點(diǎn) A)可單緩沖或雙緩沖數(shù)字輸入 。 B)只需在滿量程下調(diào)整其線性度 。 C)低功耗， 200mW。 D)內(nèi)部無參考電壓源，須外接參考電壓源 。 E)為電流輸出型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，要獲得模擬電壓輸出時，需外加轉(zhuǎn)換電路； F)有 5根控制線 。 圖 39 DAC0832的管腳功能 CS : 片選線，當(dāng)其為低電平時，本片被選中工作 。 ILE : 允許數(shù)字輸入線，當(dāng) ILE為高電平時，允許數(shù)字量輸入 。 XFER:控制輸入線，低電平有效 。 WR1和 WR2:寫命令輸入線， WRI用于控制數(shù)字量到輸入寄存器，若 WR2為 `139。 , C S為‘ 0’和 WR1為‘ 0’同時滿足，則接收信號 。若上述條件有一個不滿足，則鎖存數(shù)據(jù)。 WR2用于控制 D/A轉(zhuǎn)換時間 :若 XFER和 WR2同時為低電平，則輸出跟隨輸入，否則鎖存數(shù)據(jù)。 WRI和麗厄的脈沖寬度要求不小于 ，并不需要同時輸出，因此采用單緩沖方式接口。 DAC0832工作于直通方式。 DAC0832工作于直通方式時一般將控制信號 CS、 XFER、 WRWR2直接接地， ILE管腳接高電平，則兩個寄存器都處于常通狀態(tài)，寄存器中的數(shù)據(jù)跟隨輸入數(shù)據(jù)的變化而變化， D/AZ轉(zhuǎn)換器的輸入也同時跟隨變化。 圖 310 DAC0832工作于單緩沖方式 R f b9CS1W R 12A G N D3D I 34D I 25D I 16D I 07V R E F8D G N D10V cc20Io ut 211Io ut 112D I 713D I 614D I 515D I 4 16X F E R17W R 218IL E19D A C 08 32基于單片機(jī)的溫濕檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27 (2) 放大器的選用 放大器選用 OP07，其主要特征是開環(huán)增益和共模抑制比很高 (一般為 MOM)，而失調(diào)電壓和失調(diào)電流、溫漂以及噪聲又很小。主要用于穩(wěn)定積分、精密加法比較、閩值電壓檢測、微弱信號精確放大等場合。其電源電壓范圍為 13士 18V，輸入電壓范圍為 0一土14V。在該電路連接中，放大器輸出端直接反饋到 Rfb，其產(chǎn)生的模擬輸出電壓是單極性的。 按鍵電路設(shè)計(jì)與器件選擇 電子時鐘應(yīng)用系統(tǒng)工作時應(yīng)具備兩項(xiàng)基本功能，一是隨時輸入定時（鬧鐘）時間，二是隨時對當(dāng) 前時間進(jìn)行調(diào)整。要實(shí)現(xiàn)這一功能，可以接入鍵盤輸入電路。 鍵盤結(jié)構(gòu)的選擇 在單片機(jī)組成的測控系統(tǒng)及智能化儀器中，用得最多的是非編碼鍵盤。鍵盤結(jié)構(gòu)又可以分為獨(dú)立式鍵盤和行列式鍵盤（矩陣式）兩類。 本例只需要 4 個按鍵，因此選擇獨(dú)立式鍵盤。如圖 1所示，電路由按鍵和 4個電阻組成，按鍵可以采用輕觸開關(guān)，按鍵分別命名為 SET、 ALM、 +1 和 RET 鍵，電阻可以采用 5腳排電阻，阻值為 4 1k?。 鍵盤與單片機(jī)的接口電路設(shè)計(jì) 電路如圖 所示，將鍵盤直接與單片機(jī)的 P3 口連接，有 、 口線 通過兩個按鍵 SET、 ALM 接入兩個外部中斷的請求信號 INT0、 INT1； 、 管腳作為 I/O口使用。四個按鍵功能的設(shè)計(jì)思路如下： (1) SET 鍵功能設(shè)置當(dāng)前時間，即當(dāng)電子時鐘的時間有誤差時，需要隨時對它進(jìn)行調(diào)整，使用 SET鍵與 +1 鍵、 RET 鍵配合來完成這一個功能。 ①當(dāng) SET 鍵被按下時，在單片機(jī)的 INT0 管腳產(chǎn)生一個低電平觸發(fā)中斷請求信號，CPU 響應(yīng)中斷請求是，就轉(zhuǎn)移到 INT0 中斷服務(wù)程序的入口地址，執(zhí)行 INT0 的中斷服務(wù)程序。 ②設(shè)計(jì) INT0 的中斷服務(wù)程序的功能是調(diào)整當(dāng)前時間，程序的標(biāo)號地址 為 INTA。 基于單片機(jī)的溫濕檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 圖 311 獨(dú)立式鍵盤輸入接口 (2) ALM 鍵功能設(shè)置定時（鬧鐘）時間，即當(dāng)需要電子時鐘進(jìn)行定時（鬧鐘）服務(wù)時，可以通過該鍵的功能來輸入定時（鬧鐘）時間，使用 ALM 鍵與 +1 鍵、 RET 鍵配合來完成這一個功能。 當(dāng) ALM 鍵被按下時，在單片機(jī)的 INT1 管腳產(chǎn)生一個低電平觸發(fā)中斷請求信號， CPU響應(yīng)中斷請求時，就轉(zhuǎn)移到 INT1 中斷服務(wù)程序的入口地址，執(zhí)行 INT1 的中斷服務(wù)程序。 INT1 的中斷服務(wù)程序的功能是輸入定時（鬧鐘）時間，程序的標(biāo)號地址為 INTB。 (3) +1調(diào)整鍵的功能分別對時間值的小時十位、分的十位、分的個位進(jìn)行 +1調(diào)整，即該鍵每按下一次，對應(yīng)的時間調(diào)整位 +1。 該信號與 管腳連接，當(dāng) 工作在 I/O 接口方式時，為了保證能正確輸入外部信息，在初始化程序中用指令“ SEIB ”對它進(jìn)行編程，即將 管腳作為輸入口使用。 (4) RET 確認(rèn)鍵的功能確認(rèn)，即對 +1 調(diào)整位進(jìn)行確認(rèn)，該鍵按下時，說明被調(diào)整位的值已經(jīng)確定，轉(zhuǎn)去調(diào)整下一位。 該信號與 管腳連接，與 類似，用與 I/O 接